CN105278099A - 图像显示装置以及头戴式显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在从光源发出不希望的光的情况下，减少光入射至对象物的可能性的图像显示装置以及头戴式显示器。图像显示装置具备：信号生成部(3)，其具备射出光的光源部(311)；光扫描部(光扫描仪)，其扫描从光源部(311)射出的光；以及切换部(30R、30G、30B)，其设置在光源部(311)与光扫描部之间，切换使从光源部(311)射出的光入射至光扫描部的第一状态和使从光源部(311)射出的光不入射至光扫描部的第二状态，切换部(30R、30G、30B)在施加电压时成为上述第一状态，在未施加电压时成为上述第二状态。

Description

图像显示装置以及头戴式显示器
技术领域
本发明涉及图像显示装置以及头戴式显示器。
背景技术
已知有如头戴式显示器那样，扫描光来在对象物上描绘图像的图像显示装置(例如，参照专利文献1)。
专利文献1所记载的图像显示装置具有：光源，其射出光；以及扫描部，其二维扫描从光源射出的光，并在对象物上投影图像。其中，扫描部具备反射光的反射镜、以及摆动反射镜的驱动源。从光源射出的光被通过驱动源摆动的反射镜反射。这样从光源射出的光通过扫描部扫描，并作为图像投影至对象物。
然而，在该专利文献1所记载的图像显示装置中，在由于光源的驱动电路的异常等从光源发出不希望的光的情况下，存在光被反射镜反射，并到达对象物(例如，视网膜)的可能性。
专利文献1：日本特表2007－537465号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种在从光源发出不希望的光的情况下，减少光入射至对象物的可能性的图像显示装置以及头戴式显示器。
这样的目的通过下述的本发明来实现。
本发明的图像显示装置的特征在于，具备：光源部，其射出光；光扫描仪，其扫描从上述光源部射出的光；以及切换部，其设置在上述光源部与上述光扫描仪之间，该切换部切换使从上述光源部射出的光入射至上述光扫描仪的第一状态和使从上述光源部射出的光不入射至上述光扫描仪的第二状态，对上述切换部来说，在对上述切换部施加电压时成为上述第一状态，在未对上述切换部施加电压时成为上述第二状态。
由此，即使在由于光源的驱动电路的异常等，从光源发出不希望的光的情况下，也只要不有意地对切换部施加电压，就防止所发出的光通过切换部，所以即使在假设光扫描仪停止的情况下，也防止过量的光照射至使用者的眼睛，其结果，得到确保安全性的图像显示装置。
另外，由于能够在切换部外部调制从光源部射出的光的强度，所以能够高速调制，能够实现所显示的图像的高分辨率化。
另外，由于无需直接调制光源部，所以能够在发光稳定性较高的条件下驱动光源部，所以能够实现图像显示装置的动作的稳定化，并且实现所显示的图像的高画质化。
在本发明的图像显示装置中，优选上述切换部具备使从上述光源部射出的光传播的光波导。
由此，能够提高在切换部传播的信号光的光束品质，或使过量的信号光减少，从而能够实现所显示的图像的进一步的高画质化。
在本发明的图像显示装置中，优选上述切换部具备对从上述光源部射出的光的强度进行调制的调制部。
由此，能够在切换部中使光的强度以更高的分辨率得到调制，能够进一步增加所显示的图像的灰度，所以能够实现所显示的图像的进一步的高画质化。
在本发明的图像显示装置中，优选上述切换部的上述调制部利用上述光透过的部位的折射率通过电压的施加而变化，来调制上述光的强度。
由此，由于能够进行特别高速的调制，所以针对所显示的图像的高画质化的贡献显著。
在本发明的图像显示装置中，优选上述切换部具备：光波导，在其传播从上述光源部射出的光；以及调制部，其对从上述光源部射出的光的强度进行调制，上述光波导和上述调制部形成在同一基板上。
由此，实现切换部的小型化，进而能够实现图像显示装置的小型化。
本发明的头戴式显示器的特征在于，具备：光源部，其射出光；光扫描仪，其扫描从上述光源部射出的光；以及切换部，其设置在上述光源部与上述光扫描仪之间，该切换部切换使从上述光源部射出的光入射至上述光扫描仪的第一状态和使从上述光源部射出的光不入射至上述光扫描仪的第二状态，对上述切换部来说，在对上述切换部施加电压时成为上述第一状态，在未对上述切换部施加电压时成为上述第二状态。
由此，即使在由于光源的驱动电路的异常等而从光源发出不希望的光的情况下，也只要不有意地对切换部施加电压，就防止发出的光通过切换部，所以即使在假设光扫描仪停止了的情况下，也防止过量的光照射至使用者的眼睛，其结果，得到确保安全性的头戴式显示器。
附图说明
图1是表示本发明的图像显示装置的第一实施方式(头戴式显示器)的简要结构的图。
图2是图1所示的图像显示装置的局部放大图。
图3是图1所示的图像显示装置的信号生成部的简要结构图。
图4是图1所示的扫描光射出部所包括的光扫描部的简要结构的图。
图5是用于说明图4所示的光扫描部的作用的图。
图6是表示图3所示的切换部的简要结构的立体图。
图7是图6所示的切换部的俯视图。
图8是用于说明图7所示的切换部的作用的图。
图9是第二实施方式的图像显示装置的信号生成部的简要结构图。
图10是用于说明第三实施方式的图像显示装置的信号生成部所包括的切换部的作用的图。
图11是用于说明第四实施方式的图像显示装置的信号生成部所包括的切换部的作用的图。
具体实施方式
以下，基于附图所示的优选实施方式对本发明的图像显示装置以及头戴式显示器详细地进行说明。
图像显示装置
(第一实施方式)
首先，对本发明的图像显示装置的第一实施方式进行说明。
图1是表示本发明的图像显示装置的第一实施方式(头戴式显示器)的简要结构的图，图2是图1所示的图像显示装置的局部放大图。另外，图3是图1所示的图像显示装置的信号生成部的简要结构图，图4是表示图1所示的扫描光射出部所包括的光扫描部的简要结构的图，图5是用于说明图4所示的光扫描部的作用的图。另外，图6是表示图3所示的切换部的简要结构的立体图，图7是图6所示的切换部的俯视图，图8是用于说明图7所示的切换部的作用的图。此外，图8所示的信号光L1、L2分别示意性地表示信号光的波形。
另外，在图1中，为了便于说明，作为相互正交的三个轴，图示有X轴、Y轴以及Z轴，将该图示的箭头的前端侧设为“+(正)”，将基端侧设为“－(负)”。另外，将与X轴平行的方向称为“X轴方向”，将与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”，将与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。
这里，将X轴、Y轴以及Z轴设定为，在将下述的图像显示装置1佩戴在使用者的头部H时，Y轴方向为头部H的上下方向，Z轴方向为头部H的左右方向，X轴方向为头部H的前后方向。
如图1所示，本实施方式的图像显示装置1是具有像眼镜那样的外观的头戴式显示器(头部佩戴型图像显示装置)，佩戴在使用者的头部H来使用，使使用者在将虚像的图像与外界像重叠的状态下进行视觉确认。
如图1所示，该图像显示装置1具备框架2、信号生成部3、扫描光射出部4、以及反射部6。
另外，如图2所示，图像显示装置1具备第一光纤71、第二光纤72、以及连接部5。
在该图像显示装置1中，信号生成部3生成根据图像信息调制后的信号光，该信号光经由第一光纤71、连接部5以及第二光纤72被导向扫描光射出部4，扫描光射出部4二维扫描信号光(映像光)并射出扫描光，反射部6朝向使用者的眼睛EY反射该扫描光。由此，能够使使用者视觉确认与图像信息相应的虚像。
此外，在本实施方式中，以将信号生成部3、扫描光射出部4、连接部5、反射部6、第一光纤71以及第二光纤72仅设置在框架2的右侧，仅形成右眼用的虚像的情况为例进行说明，但也可以通过与右侧相同地构成框架2的左侧，来与右眼用的虚像一并地也形成左眼用的虚像，还可以仅形成左眼用的虚像。
另外，对于光学连接信号生成部3与扫描光射出部4之间的方法，除了经由光纤的方法以外，例如也能够用经由各种导光体的方法来代替。并且，也可以不是通过连接部5来连接第一光纤71和第二光纤72的结构，还可以不经由连接部5而仅通过第一光纤71来光学连接信号生成部3和扫描光射出部4。
以下，对图像显示装置1的各部依次详细地进行说明。
(框架)
如图1所示，框架2呈眼镜框那样的形状，具有支承信号生成部3以及扫描光射出部4的功能。
另外，如图1所示，框架2包括支承扫描光射出部4以及鼻托部21的前部22、与前部22连接并与使用者的耳朵抵接的一对眼镜腿部(挂耳部)23、各眼镜腿部23的与前部22相反的端部即脚套部24。
鼻托部21在使用时与使用者的鼻NS抵接，相对于使用者的头部支承图像显示装置1。前部22包括镜圈部25、鼻梁部26。
该鼻托部21构成为能够调整使用时的框架2相对于使用者的位置。
此外，若框架2的形状是能够佩戴于使用者的头部H的形状，并不限于图示的形状。
(信号生成部)
如图1所示，信号生成部3(光源部)被设置于上述的框架2的一方(在本实施方式中在右侧)的脚套部24(眼镜腿部23的与前部22相反侧的端部)。
即，信号生成部3被配置于使用时相对于使用者的耳朵EA与眼睛EY相反的一侧。由此，能够使图像显示装置1的重量平衡良好。
该信号生成部3具有生成通过下述的扫描光射出部4的光扫描部42扫描的信号光的功能、以及生成驱动光扫描部42的驱动信号的功能。
如图3所示，这样的信号生成部3具备切换部30R、30G、30B、信号光生成部31、驱动信号生成部32、控制部33、光检测部34、以及固定部35。
信号光生成部31是生成通过下述的扫描光射出部4的光扫描部42(光扫描仪)扫描(光扫描)的信号光的部件。
该信号光生成部31具有波长不同的多个光源311R、311G、311B(光源部)、多个驱动电路312R、312G、312B、以及光合成部(合成部)314。
光源311R(R光源)是射出红色光的光源，光源311G(G光源)是射出绿色光的光源，光源311B(B光源)是射出蓝色光的光源。通过使用这样的三种颜色的光，能够显示全彩的图像。
并不对这样的光源311R、311G、311B分别地进行特别限定，但例如能够使用激光二极管、LED。
这样的光源311R、311G、311B分别与驱动电路312R、312G、312B电连接。
驱动电路312R具有驱动上述的光源311R的功能，驱动电路312G具有驱动上述的光源311G的功能，驱动电路312B具有驱动上述的光源311B的功能。
从被这样的驱动电路312R、312G、312B驱动的光源311R、311G、311B射出的三种(三种颜色)光经由切换部30R、30G、30B入射至光合成部314。
虽未图示，但也可以在各个光源311R、311G、311B与切换部30R、30G、30B之间设置透镜。由此，能够将从光源311R、311G、311B射出的光平行化，或朝向切换部30R、30G、30B会聚，能够减少入射至切换部30R、30G、30B的光的损耗。
另外，虽未图示，但也可以在切换部30R、30G、30B与光合成部314之间设置准直透镜。尤其是在使光会聚地入射至切换部30R、30G、30B的情况下，从切换部30R、30G、30B射出的光成为发散光，所以在欲在后段将光平行化地进行处理的情况下，使用准直透镜。此外，这里所配置的部件并不限于准直透镜，若欲使光针对后面的光学系统会聚，则也可以使用会聚透镜。
图6所示的切换部30R、30G、30B分别具备基板301、形成于基板301的光波导302、设置在基板301上的电极303、以及插在基板301与电极303之间的缓冲层304。
基板301呈俯视时呈矩形的平板状，由具有电光效应的材料构成。电光效应是在对物质施加了电场时物质的折射率发生变化的现象，有折射率与电场成正比的普克耳斯(Pockels)效应、折射率与电场的平方成正比的克尔(Kerr)效应。在这样的基板301形成在中途分支的光波导302，若进一步对基板301施加电场，则能够使分支出的光波导302的一方的折射率变化。通过对其进行利用，赋予在分支出的光波导302传播的光相位差，通过使已分支的光再次合流，能够进行基于相位差的强度调制。
作为具有电光效应的材料，例如，除了铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、锆钛酸铅镧(PLZT)这样的无机材料、聚噻吩、液晶材料以外，还列举向电光活性的聚合物掺杂了电荷运输分子而成的材料、向电荷运输性的聚合物掺杂了电光色素而成的材料、向惰性聚合物掺杂了电荷运输分子和电光色素而成的材料、在高分子的主链或者侧链包括电荷输送部位以及电光部位的材料这样的有机材料等。
优选这些材料作为单晶或者固溶体结晶来使用。由此，能够赋予基板301透光性，并在基板301中形成光波导302。
光波导302也可以是与基板301不同的部件(玻璃制、树脂制的光纤、光波导等)，但在本实施方式中是形成在基板301中的导光路。作为在基板301中形成光波导302的方法，例如列举质子交换法、Ti扩散法等。其中，质子交换法是通过将基板浸渍在酸性溶液中，为了基板中的离子溶出和交换而使质子侵入至基板，来使该区域的折射率变化的方法。根据该方法，得到尤其是耐光性优良的光波导302。另一方面，Ti扩散法是通过在基板上成膜了Ti之后进行加热处理，来使Ti在基板中扩散而使该区域的折射率变化的方法。
这样形成的光波导302由基板301中折射率相对较高的由长条状的部位构成的芯部3021、以及与芯部3021邻接且折射率相对较低的包层部3022构成。
另外，芯部3021以端部在基板301的两条短边露出的方式形成。该两个端部中的一方为光的入射端，另一方为光的射出端。
另外，芯部3021在位于其入射端侧的分支部3023分支成第一芯部3021a和第二芯部3021b这两个芯部。并且，第一芯部3021a以及第二芯部3021b在位于芯部3021的射出端侧的合流部3024再次合流成一个芯部。
电极303由接地电极3031、接地电极3032、以及信号电极3033构成。
其中，接地电极3031以在基板301的俯视时与第一芯部3021a重叠的方式配置。另一方面，接地电极3032以与位于第二芯部3021b的与第一芯部3021a侧相反的一侧的包层部3022重叠的方式配置。另外，信号电极3033以与第二芯部3021b的至少一部分重叠的方式配置。
接地电极3031以及接地电极3032分别电接地。另一方面，以与接地电极3031、3032之间产生电位差(电压)的方式对信号电极3033赋予基于电信号的电位。若像这样在信号电极3033与接地电极3031、3032之间产生电位差，则向在它们之间产生的电力线所通过的芯部3021作用电场。其结果，芯部3021的折射率基于电光效应变化。
这里，信号电极3033被设定为与第二芯部3021b的宽度等同但比其稍宽的程度。因此，电力线在第二芯部3021b集中，从信号电极3033向第二芯部3021b作用更大的电场。另一方面，接地电极3031、3032的宽度被设定为比第一芯部3021a的宽度充分宽。因此，电力线不太在第一芯部3021a集中，从接地电极303向第一芯部3021a仅作用较小的电场。
由于在第一芯部3021a与第二芯部3021b之间有如上述那样的差异，所以若针对电极303产生上述那样的电位差，则与信号电极3033对应地所处的第二芯部3021b的折射率主要发生变化，第一芯部3021a的折射率几乎不变。其结果，在第一芯部3021a和第二芯部3021b产生折射率的偏差，在它们中传播的光产生基于折射率的偏差的相位差。若像这样产生了相位差的两个信号光在合流部3024合流，则生成相对于入射强度衰减的合成光。该合成光从射出端朝向光合成部314射出。
此时，能够通过调整在信号电极3033与接地电极3031、3032之间产生的电位差，来控制在第一芯部3021a传播的信号光与在第二芯部3021b传播的信号光的相位差，所以能够控制合成光相对于入射强度的衰减幅度。
此外，从切换部30R、30G、30B的功能来看，光波导302至少位于与电极303对应的部分即可，但通过使光波导302也延伸至与电极303对应的部分以外，例如得到提高信号光的光束品质的、使过量的信号光减少这样的附带的效果。由此，能够实现所显示的图像的进一步的高画质化。
其中，前者的效果是由如下情况带来的，即，当对于从光源部311射出的信号光的光束而言，通常其横剖面中的中心部分的品质较高(波长的分布宽度较小)，但周边部分的品质较低时，在光波导302中主要接受中心部分的光束，并容易除去周边部分的光束。
另一方面，后者的效果是由如下情况带来的，即，信号光在光波导302传播时，由于一部分光泄漏而使信号光的光量减少。
像这样光强度被调整后的信号光从切换部30R、30G、30B射出，并入射至光合成部314。
光合成部314是对来自多个切换部30R、30G、30B的光进行合成的部件。由此，能够减少用于将由信号光生成部31生成的信号光传输至扫描光射出部4的光纤的数量。因此，在本实施方式中，能够经由由第一光纤71、连接部5以及第二光纤构成的一个光传输路径而将信号光从信号生成部3传输至扫描光射出部4。
在本实施方式中，光合成部314具有三个分色镜314a、314b、314c，将从切换部30R、30G、30B射出的光(红色光、绿色光以及蓝色光三种颜色的光)合成而射出一个信号光。此外，以下，也将光源311R、311G、311B统称为“光源部311”。
此外，光合成部314并不限于上述那样的使用了分色镜的结构，例如，也可以由棱镜、光波导、光纤等构成。在由光波导、光纤构成光合成部314的情况下，也可以使用用于与光合成部314耦合的透镜、用于使从光合成部314射出的光平行化的准直透镜。
由这样的信号光生成部31生成的信号光入射至第一光纤71的一端部。而且，所述信号光依次通过第一光纤71、连接部5以及第二光纤72，而被传输至下述的扫描光射出部4的光扫描部42。
这里，在第一光纤71的信号光的入射侧的端部(以下，仅称为“第一光纤71的一端部”)附近设置有光检测部34。该光检测部34检测信号光。另外，第一光纤71的一端部以及光检测部34固定于固定部35。
驱动信号生成部32是生成驱动下述的扫描光射出部4的光扫描部42(光扫描仪)的驱动信号的部件。
该驱动信号生成部32具有：驱动电路321(第一驱动电路)，其生成用于光扫描部42在第一方向上的扫描(水平扫描)的第一驱动信号；以及驱动电路322(第二驱动电路)，其生成用于光扫描部42在与第一方向正交的第二方向上的扫描(垂直扫描)所使用的第二驱动信号。
这样的驱动信号生成部32经由未图示的信号线与下述的扫描光射出部4的光扫描部42电连接。由此，由驱动信号生成部32生成的驱动信号(第一驱动信号以及第二驱动信号)被输入至下述的扫描光射出部4的光扫描部42。
上述那样的信号光生成部31的驱动电路312R、312G、312B以及驱动信号生成部32的驱动电路321、322与控制部33电连接。
控制部33具有基于映像信号(图像信号)来控制信号光生成部31的驱动电路312R、312G、312B以及驱动信号生成部32的驱动电路321、322的驱动的功能。即，控制部33具有控制扫描光射出部4的驱动的功能。由此，信号光生成部31生成根据图像信息调制后的信号光，并且驱动信号生成部32生成与图像信息相应的驱动信号。
另外，控制部33构成为能够基于由光检测部34检测出的光的强度，来控制信号光生成部31的驱动电路312R、312G、312B的驱动。
另外，控制部33具有基于映像信号来控制切换部30R、30G、30B的动作的功能。由此，信号光生成部31能够根据图像信息分别使三种颜色的光的强度变化，能够生成根据图像信息强度调制后的信号光。
不过，上述那样的结构的切换部30R、30G、30B能够通过适当地调整对电极303施加的电压，来切换在光波导302传播并从射出端射出的“第一状态”和使在光波导302传播的信号光衰减并不使光从射出端射出的“第二状态”。
另外，本实施方式的切换部30R、30G、30B构成为在对电极303施加电压时成为第一状态，在未对电极303施加电压时成为第二状态。
因此，由于这样的切换部30R、30G、30B在未对电极303施加电压时在光波导302传播的信号光衰减，且不从射出端射出，所以信号光不到达使用者的眼睛EY。因此，在未对电极303施加电压时，防止不希望的信号光照射至使用者的眼睛EY，能够防止眼睛EY出现异常。
这里，所谓的未对电极303施加电压的情况，例如除了在通过控制部33处于控制下的状态下不有意地施加电压的情况以外，还列举控制部33发生一些异常而在本来应该施加电压的定时未施加电压的情况。控制部33发生异常的情况多数认为是未对控制部33通电的状态。在这样的情况下，产生未通过控制部33对电极303施加电压的不良状况的可能性较高。
基于这样的背景，本实施方式的切换部30R、30G、30B构成为在未对电极303施加电压的情况下能够采取上述的第二状态。根据这样的切换部30R、30G、30B，即使在控制部33发生了一些异常的情况下，也防止不希望的信号光通过切换部30R、30G、30B。因此，即使假设光扫描部42不是有意图地停止，而长时间地持续光能够反射至眼睛EY的状态，也防止过量的光量的信号光照射至眼睛EY。其结果，能够确保图像显示装置1的安全性。
作为像这样在未对电极303施加电压时能够采取第二状态的切换部30R、30G、30B，在本实施方式中采用被设定成如下方式的切换部，即，在未对电极303施加电压时，即在未使光波导302产生折射率的变化时，如图8的(a)所示，在第一芯部3021a传播的信号光L1的相位与在第二芯部3021b传播的信号光L2的相位在合流部3024相互偏离半个波长。若信号光L1的相位与信号光L2的相位相互偏离半个波长，则信号光L1与信号光L2相互抵消，光强度实质为零。其结果，切换部30R、30G、30B在未对电极303施加电压时，能够采取使在光波导302传播的信号光不从射出端射出的“第二状态”。
另一方面，若对电极303施加电压，则第二芯部3021b的折射率变化，光路长变化。由此，在第二芯部3021b传播的信号光L2的相位变化。此时，通过适当地改变电压来调整相位的变化幅度，从而如图8的(b)所示那样，能够使信号光L1的相位与信号光L2的相位一致。其结果，信号光L1和信号光L2在合流部3024合波的合波光与入射强度相比几乎未衰减，并从射出端射出。因此，切换部30R、30G、30B在对电极303施加电压时，能够采取使在光波导302传播的信号光从射出端射出的“第一状态”。因此，通过对切换部30R、30G、30B通电，图像显示装置1能够显示图像。
此外，为了在未对电极303施加电压时，在第一芯部3021a传播的信号光L1的相位与在第二芯部3021b传播的信号光L2的相位在合流部3024相互偏离半个波长，例如使第一芯部3021a的光路长(光学距离)与第二芯部3021b的光路长(光学距离)偏离半个波长量即可。而且，在未对电极303施加电压时，光波导302的折射率均匀的情况下，使第一芯部3021a的物理距离与第二芯部3021b的物理距离偏移半个波长量即可。
另外，根据本实施方式的图像显示装置1，能够在切换部30R、30G、30B中分别对三种颜色的信号光的强度进行外部调制。即，切换部30R、30G、30B具备外部调制信号光的强度的调制部305。因此，与直接调制从光源部311射出的三种颜色的信号光的强度的情况相比，能够进行高速调制。此外，通过使对电极303施加的电压变化，在切换部30R、30G、30B中能够基于规定的相关关系以更高的分辨率调整信号光的强度。其结果，能够进一步增加被描绘于眼睛EY的视网膜的图像的灰度，能够实现进一步的高分辨率化。
并且，在本实施方式中，由于无需使光源部311直接调制，所以以射出恒定强度的信号光的方式驱动光源部311即可。因此，能够在发光效率最高的条件或者发光稳定性最高的条件下驱动光源部311，能够实现图像显示装置1的低消耗电力化或者动作的稳定化，并且能够实现被描绘于眼睛EY的视网膜的图像的高画质化。
此外，所谓的上述的“第二状态”除了包括使信号光完全不从光波导302的射出端射出的状态以外，也包括即使长时间照射至视网膜也射出没有障碍的程度的较弱的信号光的状态。
另外，如上所述，光波导302和调制部305形成在同一基板301上。因此，与使光波导302和调制部305相互为不同的部件的情况相比，能够实现切换部30R、30G、30B的小型化。其结果，能够实现图像显示装置1的小型化。另外，由于能够实现光波导302与调制部305之间的光耦合损耗的减少，所以能够抑制切换部30R、30G、30B中的信号光的衰减。由此，能够实现被描绘于眼睛EY的视网膜的图像的高画质化。
此外，在上述的信号生成部3中，将切换部30R、30G、30B配置在光源311R、311G、311B与分色镜314a、314b、314c之间，但切换部30R、30G、30B的配置并不限于此。
另外，上述的切换部30R、30G、30B利用电光效应外部调制信号光的强度，但也可以是代替电光效应而使用声光效应、磁光效应、热光效应、非线性光学效应等光调制效应的切换部。由于即使在这样的各种效应中也利用通过电压的施加来最终调制光的强度的原理，所以能够得到上述那样的作用、效果。
此外，由于在利用了电光效应的情况下，能够进行特别高速的调制，所以针对所显示的图像的高画质化的贡献很显著。
另外，缓冲层304设置在基板301与电极303之间，例如由氧化硅等构成。
(扫描光射出部)
如图1以及图2所示，扫描光射出部4被安装在上述的框架2的鼻梁部26附近(换言之为前部22的中心附近)。
如图4所示，这样的扫描光射出部4具备壳体41(框体)、光扫描部42、透镜43(耦合透镜)、透镜45(会聚透镜)、以及支承部件46。
壳体41隔着支承部件46被安装于前部22。
另外，在支承部件46的与框架2相反一侧的部分接合壳体41的外表面。
壳体41支承光扫描部42并且收纳光扫描部42。另外，在壳体41安装有透镜43以及透镜45，透镜43、45构成壳体41的一部分(壁部的一部分)。
另外，透镜43(壳体41的透过信号光的窗部)与第二光纤72分离。在本实施方式中，第二光纤72的信号光的射出侧的端部在面对设置于框架2的前部22的反射部10的位置，并且，与扫描光射出部4分离。
反射部10具有将从第二光纤72射出的信号光朝向光扫描部42反射的功能。另外，反射部10设置于在前部22的内侧开口的凹部27。此外，也可以用由透明材料构成的窗部覆盖凹部27的开口。另外，若该反射部10能够反射信号光，则并不特别限定，例如能够由反射镜、棱镜等构成。
光扫描部42是二维扫描来自信号光生成部31的信号光的光扫描仪。通过利用该光扫描部42扫描信号光来形成扫描光。具体而言，从第二光纤72射出的信号光经由透镜43入射至光扫描部42的光反射面。而且，根据由驱动信号生成部32生成的驱动信号来驱动光扫描部42，从而二维扫描信号光。
另外，光扫描部42具有线圈17以及信号叠加部18(参照图4)，线圈17、信号叠加部18以及驱动信号生成部32构成驱动光扫描部42的驱动部。
透镜43具有调整从第二光纤72射出的信号光的光斑直径的功能。另外，透镜43也具有调整从第二光纤72射出的信号光的放射角，将其大致平行化的功能。
通过光扫描部42扫描后的信号光(扫描光)经由透镜45朝向壳体41的外部射出。
此外，扫描光射出部4也可以代替二维扫描信号光的光扫描部42，而具备一维扫描信号光的多个光扫描部。
(反射部)
如图1以及图2所示，反射部6(反射光学部)被安装于上述的框架2的前部22所包括的镜圈部25。
即，反射部6以在使用时位于使用者的眼睛EY的前方并且相对于该使用者比光扫描部42靠远方侧的方式配置。由此，能够防止在图像显示装置1形成针对使用者的脸向前方侧伸出的部分。
如图5所示，该反射部6具有将来自光扫描部42的信号光朝向该使用者的眼睛EY反射的功能。
在本实施方式中，反射部6是半透半反镜(半透镜)，也具有使外界光透过的功能(相对于可见光的透光性)。即，反射部6具有使来自光扫描部42的信号光(映像光)反射，并且在使用时使从反射部6的外侧朝向使用者的眼睛的外界光透过的功能(组合功能)。由此，使用者能够视觉确认外界像，并且视觉确认由信号光形成的虚像(图像)。即，能够实现透视型的头戴式显示器。
另外，反射部6中的使用者侧的面成为凹面的反射面。因此，由反射部6反射的信号光在使用者侧会聚。因此，使用者能够视觉确认比形成在反射部6的凹面上的图像放大的虚像。由此，能够提高使用者的可视性。
另一方面，反射部6中的相对于使用者在远方侧的面成为具有与上述凹面几乎相同曲率的凸面。因此，外界光不被反射部6较大地偏转就到达使用者的眼睛。因此，使用者能够视觉确认形变较少的外界像。
此外，反射部6例如也可以具有衍射光栅。在该情况下，能够使衍射光栅具有各种光学特性，而减少光学系统的部件件数，或提高外观设计的自由度。例如，通过作为衍射光栅使用全息元件，而能够调整由反射部6反射的信号光的射出方向，或选择所反射的信号光的波长。另外，通过使衍射光栅具有透镜效应，也能够调整由通过反射部6反射的信号光构成的扫描光整体的成像状态，或修正信号光在凹面反射时的像差。
另外，反射部6例如可以是在透明基板上形成由金属薄膜、电介质多层膜等构成的半透过反射膜而成的部件，也可以使用偏振光分光器。在使用偏振光分光器的情况下，构成为来自光扫描部42的信号光成为偏振光，且构成为使与来自光扫描部42的信号光对应的偏振光反射即可。
(第一光纤、光检测部以及固定部)
固定部35具有将第一光纤71的一端部固定在从光源部311入射至第一光纤71的光的强度比0大且为规定值以下的位置的功能。由此，能够减小从光源部311入射至第一光纤71的光的强度。
另外，固定部35也具有固定光检测部34的功能。由此，能够将从光源部311射出的光(信号光)中的未入射至第一光纤71的剩余部分有效地利用于光检测部34的检测。另外，能够固定(恒定地维持)第一光纤71的一端部与光检测部34的位置关系。
对于像这样固定于固定部35的光检测部34而言，即使不设置将从光源311B、311G、311R射出的信号光进行分支的光学系统，也能够通过光检测部34检测所射出的光的强度。另外，能够通过控制部33并基于由光检测部34检测出的光的强度来调整从光源311B、311G、311R射出的光的强度。
不是必须设置上述那样的固定部35，也可以是不有意地使从光源部311射出的光减少地与光纤71耦合的结构。另外，不是必须将光检测部34设置于固定部35，若是能够检测光源部311的光量的位置，则并不对光检测部34的位置进行特别限定。
此外，本发明的图像显示装置的实施方式并不限于上述的头戴式显示器那样的具有视网膜扫描方式的显示原理的实施方式。即，本发明的图像显示装置的实施方式例如也可以是像平视显示器、激光投影仪、激光电视这样的具有视网膜扫描方式以外的显示原理的装置。由于即使是这样的显示原理，也存在间接且偶发地向视网膜入射反射光的可能，所以根据本发明，能够期待与视网膜扫描方式的情况相同的作用、效果。
(第二实施方式)
接下来，对本发明的图像显示装置的第二实施方式进行说明。
图9是第二实施方式的图像显示装置的信号生成部的简要结构图。
以下，对第二实施方式进行说明，但在以下的说明中，以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。另外，在图中，对于与上述的实施方式相同的事项，标注同一附图标记。
第二实施方式的信号生成部3除了切换部30的配置不同以外，与第一实施方式的信号生成部3相同。
即，在第一实施方式中，如图3所示，切换部30R、30G、30B配置在比合成三种颜色的信号光的光合成部314靠光源311R、311G、311B侧，在本实施方式中，如图9所示，切换部30配置在比光合成部314靠射出侧(与光源311R、311G、311B相反的一侧)。根据这样的本实施方式，由于仅设置一个切换部30即可，所以能够实现信号生成部3的构造的简单化。
虽未图示，但也可以在光源311R、311G、311B与光合成部314之间设置准直透镜、会聚透镜。另外，也可以在光合成部314与切换部30之间设置准直透镜、会聚透镜。并且，虽未图示，但也可以设置对从切换部30射出的光进行准直的准直透镜、将从切换部30射出的光与光纤71耦合的耦合透镜。
此外，在该情况下，为了按照每个颜色进行信号光的强度调制，相互排他地(分时)驱动光源311R、311G、311B即可。另外，与该驱动同步地控制切换部30的动作即可。由此，由于能够分时地按照每种颜色进行信号光的强度调制，所以能够生成全彩的图像。
在这样的第二实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的效果，即，即使在控制部33发生了一些异常的情况下，也防止不希望的光量的信号光照射至使用者的眼睛EY，确保图像显示装置1的安全性。
(第三实施方式)
接下来，对本发明的图像显示装置的第三实施方式进行说明。
图10是用于说明第三实施方式的图像显示装置的信号生成部所包括的切换部的作用的图。此外，图10所示的信号光L1是分别示意性地表示信号光的波形的图。
以下，对第三实施方式进行说明，但在以下的说明中，以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。另外，在图中，对于与上述的实施方式相同的事项，标注相同附图标记。
第三实施方式的信号生成部3除了切换部30的构造不同以外，与第一实施方式的信号生成部3相同。
即，在第三实施方式中，使用通过电压的施加来控制光的模式干涉的有无，并在未施加电压时能够采取上述的第二状态的切换部30。以下，对本实施方式的切换部30的动作原理进行说明。
图10所示的切换部30与第一实施方式相同，具备以遍及切换部30的长边方向整体延伸的方式设置的光波导302。该光波导302具备其中途被部分扩宽而成的扩宽部3025、以及设置在其长边方向的两侧的非扩宽部3026。非扩宽部3026与扩宽部3025相比宽度较窄地构成。在这样的扩宽部3025，例如若在非扩宽部3026以单一模式(单模)传播的信号光L1入射至扩宽部3025，则信号光L1的传播模式分离为多个模式(多模)。为了在像这样分离为多个模式的状态下在扩宽部3025传播之后再次入射至光波导302，而将扩宽部3025的折射率、长度L、宽度W最佳化以便多个模式耦合在扩宽部3025和射出侧的非扩宽部3026的连接部即可。
由于扩宽部3025的长度L、宽度W不容易变化，所以也可以通过使扩宽部3025的折射率适当地变化，来使在扩宽部3025传播的信号光L1的模式的分离状态(模式间的相位差)变化。而且，通过使扩宽部3025的折射率变化以便多个模式耦合在扩宽部3025和射出侧的非扩宽部3026的连接部，而能够使足够强度的光传播至射出侧的非扩宽部3026。其结果，在上述的“第一状态”，即经由未图示的电极对扩宽部3025施加电压时，能够形成使射出光朝向射出侧的非扩宽部3026传播的状态(参照图10的(b))。
作为使扩宽部3025的折射率变化的方法，例如能够使用利用电光效应、声光效应、磁光效应、热光效应、非线性光学效应等的方法。例如在利用电光效应的情况下，作为扩宽部3025的构成材料使用具有电光效应的材料即可。而且，通过经由未图示的电极对扩宽部3025施加电压，能够使扩宽部3025的折射率变化。
另一方面，在图10的(a)所示的切换部30，预先设定扩宽部3025的构成材料、长度L以及宽度W，以便在不对扩宽部3025施加电压的状态下，多个模式彼此在扩宽部3025与射出侧的非扩宽部3026的连接部不发生干涉。根据这样的设定，在上述的“第二状态”，即未对扩宽部3025施加电压时，能够形成使射出光几乎不朝向射出侧的非扩宽部3026传播的状态(参照图10的(a))。
在这样的第三实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的效果，即，即使在控制部33发生了一些异常的情况下，也防止不希望的光量的信号光照射至使用者的眼睛EY，确保图像显示装置1的安全性。
(第四实施方式)
接下来，对本发明的图像显示装置的第四实施方式进行说明。
图11是用于说明第四实施方式的图像显示装置的信号生成部所包括的切换部的作用的图。
以下，对第四实施方式进行说明，但在以下的说明中，以与上述的第一实施方式的不同点为中心进行说明，对于相同的事项省略其说明。另外，在图中，对于与上述的实施方式相同的事项，标注相同附图标记。
第四实施方式的信号生成部3除了切换部30的构造不同以外，与第一实施方式的信号生成部3相同。
即，在第四实施方式中，使用通过电压的施加来调整光波导302的芯部和包层部的折射率差，并在未施加电压时能够采取上述的第二状态的切换部30。以下，对本实施方式的切换部30的动作原理进行说明。
图11所示的切换部30与第一实施方式相同，具备光波导302。如图11的(a)所示，该光波导302具备其中途被部分弯曲而成的弯曲部3027、设置在其长边方向的两侧的直线部3028、以及设置于弯曲部3027的电极3029。在具备这样的弯曲部3027的光波导302中，根据芯部与包层部的折射率差，分为传播的信号光沿着弯曲部3027中的芯部的弯曲形状弯曲地传播的情况、和不弯曲而在包层部漏出的情况。通过充分地增大折射率差，即使减小弯曲部3027的曲率半径(即使增大曲率)，也能够抑制信号光的漏出地使信号光传播。另一方面，通过减小折射率差，将信号光关在弯曲部3027的芯部的作用被抑制，所以信号光容易漏出，不能够使信号光传播至射出端。
图11的(b)是图11的(a)的A－A线剖视图。图11所示的光波导302由芯部302a、位于芯部302a的下方的下侧包层部302b、位于芯部302a的侧方的侧面包层部302c、以及位于芯部302a的上方的上侧包层部302d构成。其中，芯部302a以及下侧包层部302b由透光性的材料一体地构成。另一方面，侧面包层部302c以及上侧包层部302d由折射率因电压的施加而变化的材料一体地构成。
作为折射率因电压的施加而变化的材料，例如列举具有电光效应的材料、具有声光效应的材料、具有磁光效应的材料、具有热光效应的材料、具有非线性光学效果的材料等。
在本实施方式的切换部30中，以在未对电极3029施加电压时，弯曲部3027的芯部302a与包层部的折射率差变得小的方式选择各部的构成材料。由此，虽然能够在直线部3028传播，但在弯曲部3027中，偏离传播条件，信号光漏出至包层部。其结果，信号光不传播至光波导302的射出端，能够成为上述的“第二状态”。
此外，此时的芯部302a与包层部的折射率差的范围能够基于弯曲部3027中的曲率半径和全反射条件来计算。
另一方面，若对图11的(a)所示的切换部30的电极3029施加电压，则侧面包层部302c以及上侧包层部302d的折射率变化。由此，芯部302a与侧面包层部302c以及上侧包层部302d的折射率差充分增大，信号光沿着弯曲部3027中的芯部的弯曲形状弯曲地传播。其结果，信号光传播至光波导302的射出端，能够成为上述的“第一状态”。
在这样的第四实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的效果，即，即使在控制部33发生了一些异常的情况下，也防止不希望的光量的信号光照射至使用者的眼睛EY，确保图像显示装置1的安全性。
以上，基于图示的实施方式对本发明的图像显示装置以及头戴式显示器进行了说明，但本发明并不限于此。
例如，在本发明的图像显示装置中，各部的结构能够置换为发挥相同的功能的任意的结构，另外，也能够附加任意的结构。
另外，反射部也可以具备平面的反射面。
另外，本发明的图像显示装置的实施方式也可以是组合了上述的多个实施方式中的两个以上而成的结构。
附图标记说明
1…图像显示装置；2…框架；3…信号生成部；4…扫描光射出部；5…连接部；6…反射部；10…反射部；17…线圈；18…信号叠加部；21…鼻托部；22…前部；23…眼镜腿部；24…脚套部；25…镜圈部；26…鼻梁部；27…凹部；30…切换部；30B…切换部；30G…切换部；30R…切换部；31…信号光生成部；32…驱动信号生成部；33…控制部；34…光检测部；35…固定部；41…壳体；42…光扫描部；43…透镜；45…透镜；46…支承部件；71…第一光纤；72…第二光纤；301…基板；302…光波导；302a…芯部；302b…下侧包层部；302c…侧面包层部；302d…上侧包层部；303…电极；304…缓冲层；305…调制部；311…光源部；311B…光源；311G…光源；311R…光源；312B…驱动电路；312G…驱动电路；312R…驱动电路；314…光合成部；314a…分色镜；314b…分色镜；314c…分色镜；321…驱动电路；322…驱动电路；3021…芯部；3021a…第一芯部；3021b…第二芯部；3022…包层部；3023…分支部；3024…合流部；3025…扩宽部；3026…非扩宽部；3027…弯曲部；3028…直线部；3029…电极；3031…接地电极；3032…接地电极；3033…信号电极；EA…耳朵；EY…眼睛；H…头部；L1…信号光；L2…信号光；NS…鼻。

Claims (6)

1.一种图像显示装置，其特征在于，具备：
光源部，其射出光；
光扫描仪，其扫描从所述光源部射出的光；以及
切换部，其设置在所述光源部与所述光扫描仪之间，该切换部切换使从所述光源部射出的光入射至所述光扫描仪的第一状态和使从所述光源部射出的光不入射至所述光扫描仪的第二状态，
对所述切换部来说，在对所述切换部施加电压时成为所述第一状态，在不对所述切换部施加电压时成为所述第二状态。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，
所述切换部具备使从所述光源部射出的光传播的光波导。
3.根据权利要求1或者2所述的图像显示装置，其特征在于，
所述切换部具备调制部，该调制部调制从所述光源部射出的光的强度。
4.根据权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，
所述切换部的所述调制部利用所述光透过的部位的折射率因电压的施加而变化，来调制所述光的强度。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的图像显示装置，其特征在于，
所述切换部具备传播从所述光源部射出的光的光波导、以及调制从所述光源部射出的光的强度的调制部，
所述光波导与所述调制部形成在同一基板上。
6.一种头戴式显示器，其特征在于，具备：
光源部，其射出光；
光扫描仪，其扫描从所述光源部射出的光；以及
切换部，其设置在所述光源部与所述光扫描仪之间，该切换部切换使从所述光源部射出的光入射至所述光扫描仪的第一状态和使从所述光源部射出的光不入射至所述光扫描仪的第二状态，
对所述切换部来说，在对所述切换部施加电压时成为所述第一状态，在未对所述切换部施加电压时成为所述第二状态。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111295613A (zh) * 2017-10-19 2020-06-16 日东电工株式会社 抬头显示器装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6477051B2 (ja) * 2015-03-09 2019-03-06 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置
JP6728596B2 (ja) * 2015-08-21 2020-07-22 セイコーエプソン株式会社 光変調器、光学モジュールおよび画像表示装置
US10361537B2 (en) 2017-10-23 2019-07-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamic supply voltage control circuit for laser diode
US10658814B2 (en) * 2017-10-23 2020-05-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Laser diode priming to reduce latency
DE102018201525A1 (de) * 2018-01-10 2019-07-11 Robert Bosch Gmbh Projektionsvorrichtung für eine Datenbrille und eine solche Datenbrille

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5715337A (en) * 1996-09-19 1998-02-03 The Mirco Optical Corporation Compact display system
JPH11231358A (ja) * 1998-02-19 1999-08-27 Nec Corp 光回路及びその製造方法
US7724210B2 (en) 2004-05-07 2010-05-25 Microvision, Inc. Scanned light display system using large numerical aperture light source, method of using same, and method of making scanning mirror assemblies
JP6069946B2 (ja) * 2012-08-17 2017-02-01 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置および頭部装着型画像表示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111295613A (zh) * 2017-10-19 2020-06-16 日东电工株式会社 抬头显示器装置
US11650419B2 (en) 2017-10-19 2023-05-16 Nitto Denko Corporation Head-up display apparatus

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